27. Januar 2017

synTechTalk: Die Blockchain – eine Kette voller neuer Möglichkeiten

synTechTalk: Die Blockchain – eine Kette voller neuer Möglichkeiten (Bildquelle: Flickr, Jason Benjamin, CC BY-SA 3.0 DE, https://www.flickr.com/photos/jason_benjamin/12795733984)

Wir beschäftigen uns bei synaix nicht nur damit, wie sich Blockchain-Konzepte in zukünftige Geschäftsmodelle einfügen lassen, sondern auch mit deren konkreter Implementierung. In unserer Reihe „synTechTalk“ stellen wir die Konzepte näher vor.

Die Blockchain ist eine dezentrale Datenbank zur digitalen Organisation von Eigentumsrechten. Das Besondere an diesem Prinzip ist der aus dem Netzwerk hergestellte Konsensmechanismus, der die einzelnen Datenbankeinträge authentifiziert. Aufgrund der Dezentralität lässt sich hier auf Mittelsmänner verzichten. Damit bietet die Blockchain einen neuen Ansatz, sichere Transaktionen in der digitalen Welt abzubilden und bisherige Technologien zu verdrängen.

Technisch betrachtet ist eine Blockchain eine Datenbank, die als Kopie verteilt auf vielen Rechnern liegt. Diese Rechner bilden zusammen ein virtuelles Netzwerk. Dies impliziert, dass jeder Teilnehmer des Netzwerks die Informationen in der Datenbank lesen kann. Änderungen am Stand der Daten werden transaktional durchgeführt, also entweder komplett oder gar nicht, denn im Fehlerfall werden keine Änderungen festgeschrieben.

Transaktionen

Um eine Änderung durchzuführen, muss eine Transaktion erstellt und anschließend an die anderen Teilnehmer verbreitet werden, die diese bestätigen müssen. Erst danach wird die Änderung an den Daten persistiert und von allen Mitgliedern übernommen. Nach welchen Regeln die Transaktionen überprüft werden, muss festgelegt sein. Alle Mitglieder müssen den gleichen Regeln folgen, weil sich sonst niemals eine Einigung erzielen ließe. Damit wären Transaktionen unmöglich und die Blockchain würde nicht mehr funktionieren. Dieses Regelwerk wird “Konsensmechanismus” genannt.

Blöcke

Da die Blockchain sich immer in einem konsistenten Zustand befinden muss, dürfen niemals zwei Änderungen an einem Datensatz gleichzeitig durchgeführt werden. Ansonsten könnten Konflikte hervorgerufen werden. Um das zu verhindern, werden Transaktionen nach ihrer Bestätigung mit einem Zeitstempel versehen und in einen sogenannten “Block” verpackt. Die Gesamtheit dieser Blöcke wird in einer Kette hintereinander aufgereiht, sodass immer nur eine Änderung nach der anderen festgeschrieben wird. Diese Kette von Blöcken ist auch der Namensgeber der Blockchain. Wenn es zu einer Verzweigung der Kette kommt, wird dem Block vertraut, an den als nächstes ein weiterer Block angehängt wird. Zu einer solchen Situation kann es kommen, wenn zwei Teilnehmer zeitgleich eine Transaktion bestätigen und sie als nächstes Kettenglied hinter denselben Block hängen möchten. Es kommt nun darauf an, welcher Block schneller im Netzwerk verbreitet wird.

Blockchain mit mehreren Abzweigungen

Blockchain mit mehreren Abzweigungen

In der Abbildung sind mehrere Verzweigungen zu sehen. Nur die längste Kette wird als korrekt angesehen (schwarz). Alle anderen Blöcke werden verworfen (rot). Der grüne Block ist der sogenannte „Genesis-Block”, also der Anfang der Kette, auf dem der Rest aufbaut.

Proof of Work

Die Erstellung eines Blocks benötigt Rechenzeit. Dies nennt sich proof-of-work und sorgt dafür, dass die Entscheidungsgewalt darüber, welche Transaktionen übernommen werden, gleichmäßig im Netzwerk aufgeteilt wird. Dies verhindert, dass ein Nutzer sehr schnell viele Blöcke erzeugen kann, in denen falsche Transaktionen stehen könnten. Als Anreiz dafür, Rechenleistung für das Netzwerk zu verbrauchen, erhält jedes Mitglied eine Vergütung für jeden von ihm erzeugten Block.

Bitcoin

Die Blockchain, die dieses Konzept bekannt gemacht hat, ist “Bitcoin”. Sie ist die erste weit verbreitete Kryptowährung, also eine digitale Währung, deren Sicherheit auf einem verteilten System und Mechanismen der Kryptographie basiert. Deshalb kommt sie ohne eine Bank oder eine andere zentrale Stelle aus. Dadurch lassen sich Bitcoins auch nicht pfänden oder anderweitig regulieren und bieten den Nutzern damit Sicherheit. In den Transaktionen von Bitcoin wird vermerkt, wer wie viel Geld an jemand anderen schickt. Daraus bilden sich die Kontostände der einzelnen Teilnehmer. Der Konsensmechanismus besagt hierbei, dass niemand Geld ausgeben darf, das er nicht besitzt.

Ausblick

Eine Kryptowährung ist jedoch nur der Anfang der Möglichkeiten einer Blockchain. Im nächsten synTechTalk werden wir mit Smart Contracts weitere konkrete Anwendungsmöglichkeiten betrachten. Als digitales Abbild herkömmlicher Verträge haben Smart Contracts insbesondere dort Vorteile, wo mit digitalen Gütern beliebiger Art gehandelt wird. Neben Einheiten einer Währung sind dies etwa Aktien oder Rechte an intellektuellem Eigentum. – Also ein interessanter Ansatz, Rechtssicherheit in der digitalen Welt zu gestalten.

(Paul Gerste)

In unserer Reihe synTechTalk geben unsere DEV und OPS Teams Einblicke in ihr Technologie- und Architektur- KnowHow zur Umsetzung erfolgreicher digitaler Geschäftsmodelle.

Ein Kommentar:


[…] besonders spannend sind die Kapitel zu den weiteren Anwendungsmöglichkeiten, die sich aus dem Blockchain-Konzept für ein „automatisiertes Vertrauen“ ergeben. Die Konsequenz, darüber nachzudenken, […]